CN1020151C - 波纹管加工方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种波纹管的加工方法，其技术方案要点是：由机床带动管坯旋转，旋压轮沿径向进给旋压，同时双等离子炬对管坯加热区加热，轴向压力头沿管坯轴向施加压力，一个波形成型后，旋压轮沿轴向移动一个波矩，进行下一波形旋压。本发明的优点是与现有加工方法相比，设备简单，作业面积小，适合各种生产规模并能适应各种参数波纹管的生产，工艺简单，无需特殊模具，产品质量可靠，生产效率高，投资小。
Description
本发明涉及一种波纹管的加工方法及设备，特别是一种等离子加热空气模旋压超长厚壁波纹管的加工方法及设备。
近几年研制成功的节能型波纹管换热设备具有体积小、重量轻、占地面积小、换热效率高，能自身补偿热变形等优点，但由于波纹管的加工不能满足设计要求，因而限制了这种节能换热设备的发展。例如，目前国内外生产波纹管的方法有焊接、液压形成、冷压成型、热压成型。其中前两种工艺方法主要用于长径比L/D较小，径厚比D/δ较大的金属波纹管加工。而后两种工艺方法主要用于加工大直径波纹管和螺旋槽波纹管。新型节能波纹管换热设备所用的波纹管一般都是长度L大（1500-2500mm），外径D小（60-110mm），壁厚δ大（3.5-5mm）的环形槽波纹管，采用现有的几种工艺方法加工这种波纹管都有一定的困难和问题。因而现在大都采用先冲压成形再沿轴线方向焊接或先液压成型再沿圆周方向焊接的方法加工。由于存在大量焊缝，从而降低了换热设备的工作可靠性，特别是对于适用温度变化大的换热设备，可能造成严重后果。
本发明的目的是提供一种环形槽波纹管加工新方法及设备，工艺简单，加工波纹管规格范围大，生产批量大小不受限制，产品质量好，无焊缝，生产效率高，投资小，经济效益好。
本发明的目的是这样实现的：
完成本发明的加工过程是在由普通车床改制的设备上进行的，它保留床身、主轴箱和溜板箱，其改进的技术特征是：在大溜板的
横向导轨上组装有两个由丝杠驱动的带旋压轮的旋轮架;纵向导轨上组装有由丝杠驱动的轴向压力头，两丝杠由电机经过减速器带动，同时还设置双等离子炬和提供电能的等离子体电源设备。在横向导轨上有行程开关，以控制旋轮架和轴向压力头的位移量。
本发明的加工方法：由机床主轴带动管坯旋转，旋轮架带动旋压轮沿径向进给旋压，同时双等离子炬对管坯旋压区加热，在旋压过程中，轴向压力头沿管坯的轴向施加压力，一个波形旋压成型以后，旋压轮沿径向退回，再沿轴向移动一个波距，然后进行下一个循环。
本发明采用双等离子炬加热，在旋压区内形成适当的温度场，使局部金属材料的强度和屈服极限下降，从而形成相应的强度场，这不仅能够减小旋压力，克服冷作硬化，而且在金属发生滑移变形时，由于材料内部的强度和屈服极限的差异，使得滑移变形不一定首先发生在最大应力点，而是发生于最先达到屈服极限的位置上。这样，就可以通过调整双等离子炬的相对位置和各炬的加热功率方便地调整加热温度场，从而控制各点的变形量，使波纹管的局部壁厚减薄量得到控制，加工出理想的波纹形状。
本发明的优点是：
（1）、与现有的冷、热轧制加工方法相比，具有设备简单、投资小、不需特殊模具，作业面积小，适合各种生产规模，能适应换热设备所需不同波纹管的波形、壁厚、直径、长度、材质等规格参数变化大，产量不定的特点，只要改变旋压轮外廓，即可生产不同规格的波纹管。
（2）、与液压成型加工方法相比，能加工小直径大壁厚的碳钢波纹管。
（3）、与焊接加工方法相比，产品无焊缝，质量稳定可靠，工艺简单，一道工序成形，生产效率高。
下面结合附图给出具体实施例。
图1是本发明加工设备示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是波纹管波形示意图。
具体实施例如下：
见图1、图2，利用普通车床的主轴箱上卡盘1固定管坯2一端，在床身的尾部组装带止口的轴向压力头11，管坯2的另一端插装在轴向压力头11的止口上，轴向压力头11装在尾座7上，由调频变速电机8经减速器9带动丝杠10驱动。在大溜板13的横向导轨16上组装一对旋轮架18，旋轮架18上各装有旋压轮15，旋压轮15的外廓是波纹形。有一台电机3经减速器4带动双向丝杠驱动两个旋轮架18在大溜板13上作横向滑动。大溜板13的纵向移动由车床的溜板箱12内的快速进给系统驱动。横向导轨16上装有两个行程开关19，用来控制旋轮架18和轴向压力头11的位移。在大溜板13上装有支撑轮17，以保持管坯2在加工中不发生弯曲和振动。双等离子炬14通过导线和等离子体电源设备6联接。
加工的具体方法如下：
1、通过调整双等离子炬14的相对位置和各等离子炬14的电功率来控制旋压区温度场。见图3，对于不同管坯2的管径D、
壁厚δ等参数等离子体功率可在9-20kw之间选择，以等离子炬14间轴向距离在0.8-2.2t范围内变化调整。等离子炬14与管坯2的距离为10-15mm。
2、旋压轮15的外廓形不应与被加工管的波形完全相同，应根据材料不同，波形参数和壁厚适当修正波形半径r和波形角α。
3、轴向压力头11对管坯2的轴向压力是控制壁厚减薄量△δ的关键参数。轴向压力太小会使旋压力增大，△δ增加，轴向压力太大会破坏波形。
Claims (4)
1、一种波纹管加工方法，其特征是：由机床主轴带动管坯旋转，旋轮架带动旋压轮沿径向进给旋压，同时双等离子炬对管坯旋压区加热，在旋压过程中，轴向压力头沿管坯的轴向施加压力，一个波形旋压成型以后，旋压轮沿径向退回，再沿轴向移动一个波距，然后进行下一个循环。
2、根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：通过调整双等离子炬的相对位置和各等离子炬的电功率来控制旋压区的温度场，等离子体功率在9-20kw内选择，双等离子炬间轴向距离在0.8-2.2t范围内调整，等离子炬与管坯的距离为10-15mm。
3、一种用于权利要求1所述加工方法的设备，包括车床的床身、主轴箱和溜板箱，其特征是：在大溜板的横导轨上组装有两个由丝杠驱动的带旋压轮的旋轮架;纵向导轨上组装有由丝杠驱动的轴向压力头，两丝杠由电机经过减速器带动，同时还设置双等离子炬和提供电能的等离子体电源设备，在横向导轨上有行程开关。
4、根据权利要求3所述的设备，其特征是：在大溜板上装有支撑轮。
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